【正文】 2．脆弱及半脆弱數(shù)字水印系統(tǒng)。 45db 高斯白噪聲干擾提取出的水印圖像 水印圖像 圖 加入 45db噪聲后提取出的水印圖像與原始水印圖像 Figure After joining 45db noise extracted watermark image watermark image with the original 由以上加入噪聲提取的情況來看，本文用小波包處理語音信息的抗噪聲性能較好，在 50db 信噪比下可以較為正確的提取出水印信號。 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2x 1 0521012加水印語音圖像0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2x 1 0521012原始語音圖像 圖 加水印的音頻波形及原始語音波形 Figure The audio watermarking waveform and original speech waveforms 對 cf32 和 cfs32 每隔十個點進行一次相減運算，一直運算 1200次。水印點全部加入后，將這兩個矩陣 a 和 b 合成為一個矩陣。我們選擇第三層的節(jié)點 cfs32，將水印信號加入到小波包系數(shù)中，達到加密的目的。但基于同樣的原因，低頻分量的變化對人耳的聽覺影響比較大，所以在低頻分量嵌入水印的同時為了保證水印的不可感知性，應(yīng)注意調(diào)整嵌入水印的系數(shù)，充分結(jié)合魯棒性和不可感知性的特性，達到較好的水印嵌入效果。通過置亂處理的水印圖像，提高了水印信息的安全性，增強了水印的抗攻擊能力。小波包變換是一種等能量交換，不會產(chǎn)生能量的損耗，能量會在各基于小波包域的音頻水印算法研究 14 個子帶之間進行遷移，稱為能量泄露，這種泄露主要發(fā)生在頻率的分割邊緣處，這樣使得信號的能量在不同頻帶之間進行了疊加，這對音頻水印也是有利的。 小波包理論 在正交小波分解過程中，一般的方法是將低頻系數(shù)分成兩個部分，得到新的低頻系數(shù)分量和高頻系數(shù)分量，兩個連續(xù)的低頻系數(shù)之間損失的信息可以由高頻系數(shù)獲得，然后是將新的低頻系數(shù)分量繼續(xù)分解，而高頻系數(shù)保持不動。小波分析克服了這一缺點，能較好地解決突變信號與非平穩(wěn)信號的問題，是空間 ( 時間 )和頻率的局部變換，更加有效地提取信號和分析局部信號。 與魯棒性攻擊 相反，表達攻擊并不移去水印，它不需要從算法的角度來實施攻擊，其目的僅僅是使水印檢測失效。對數(shù)字水印系統(tǒng)的設(shè)計包括水印的生成、水印的嵌入、水印檢測或提取三個部分。與空間域水印算法相比，變換域水印有以下幾點： 的魯棒性； 素上，有利于保證水印的隱藏性和魯棒性； ，視覺系統(tǒng)的一些特征可以更方便的結(jié)合到水印算法中去。 。數(shù)字水印研究中使用 MATLAB 具有以下優(yōu)點： 將計算、圖示和編程集成到一個交互式的環(huán)境中 ,計算結(jié)果和編程過程可視化。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 在國內(nèi)，清華大學、北京大學、北京郵電大學、中科院自動化所、浙江大學、國防科技大等 單位都有從事這一領(lǐng)域的學者。 D 代表水印檢測算法。本文所研究的數(shù)字音頻水印技術(shù)就是在數(shù)字音頻信號中嵌入水印。但是他給我們帶來方便的 同時也帶來了安全隱患，比如出現(xiàn)了敏感信息可以被輕易的竊取、篡改、非法復(fù)制和傳播，多媒體信息的版權(quán)得不到有效地保護等問題，使得大量數(shù)字多媒體作品的版權(quán)問題受到很大的威脅。 數(shù)字水印技術(shù)（ digital watermarking）是一種信息隱藏技術(shù)，它的基本思想就是在數(shù)字圖像、音頻和視頻等數(shù)字產(chǎn)品中嵌入秘密信息，以便保護數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)，證明產(chǎn)品的真實可靠性，跟蹤盜版行 為或者提供產(chǎn)品的附加信息。 一個數(shù)字水印一般包括三個基本方面：水印的生成、水印的嵌入和水印的提取。 數(shù)字水印的基本概念 提到數(shù)字水印，人們首先可能會想到人民幣中的水印。 水印處理系統(tǒng)的基本框架可以定義為六元體（ X,W,K,G,E,D），其中： 基于小波包域的音頻水印算法研究 4 X 代表所要保護的數(shù)字產(chǎn)品 X 的集合。 國外研究現(xiàn)狀 目前的數(shù)字水印研究中，對于音頻水印的研究相對較少，一方面因為音頻單位時間內(nèi)的采樣點較少，可嵌入水印信息就要少，另一方面由于人類聽覺系統(tǒng)（ humanauditory system,HAS）要比人類視覺系統(tǒng)（ human visual system,HVS ）更加靈敏，也使音頻水印的嵌入更加困難。 20xx 年，鈕心忻、楊義先提出了一種基于小波變換的數(shù)字水印隱藏與檢測方法，對噪聲干擾、重新采樣等攻擊有一定的魯棒性，不過該水印算法采用高斯分布隨機噪聲為水印信號，而且沒有實現(xiàn)水印的盲提取，實用性不高；次年，王秋生等對這一算法作了改進，使用了 視覺可辨的二值圖像作為水印，選取改變離散余弦變換系數(shù)作為水印的嵌入方式，但提取水印時仍然需要原始音頻的參與，是一種明文水印算法； 20xx 年，高海英等提出了一種基于離散小波變換的音頻水印算法，選擇對 DWT 域的低頻系數(shù)進行量化，從而嵌入二值圖像水印，并且引入了同步信號的思想，對添加噪聲、有損壓縮和重新量化有不錯的魯棒性，但對于重新采樣攻擊效果不理想。 、小波分析工具箱、數(shù)字信號處理工具箱 ,用來研究數(shù)字水印技術(shù)非常便捷。 青島科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 2 數(shù)字音頻水印技術(shù)基本理論 數(shù)字音頻水印的原理和研究方法 數(shù)字音頻水印技術(shù) ，通過利用人類聽覺器官的不敏感性，以及數(shù)字信號本身存在的冗余 (即數(shù)據(jù)特征冗余 )，將一定的水印信號嵌入到一個載體信號中，它從聽覺上與原始載體無差別，而且嵌入的水印信號不影響宿主信號的聽覺效果和使用價值。同時在提取的時候能夠根據(jù)密鑰和算法，準確的提取出水印信號。 水印的嵌入： 設(shè)載體語音為 I，水印信號為 W，密鑰為 K，則水印嵌入可用公式描述， 式 （ 21） 中 F 表示水印嵌入策略 (算法 )。 合法性攻擊指攻擊者利用法律條款中一些漏洞和不健全以達到攻擊的目的。 小波包 小波包的概念 對于給定的正交尺度函數(shù)φ (t)及對應(yīng)的小波函數(shù)ψ (t)，有二尺度方程 )2()(2)( ntnht zn ?? ?? ?? （ ） )2()(2)( ntngt zn ?? ?? ?? () 其中式 ()中 ? ? znn ?)(h 和式 ()中 ? ? znn ?)(g 是多分辨分析中定義的濾波器。這些小波包可以用于對給定信號進行多種分析和解釋。本章算法正是根據(jù)小波包分解理論所具有的優(yōu)點，提出一種基于小波包變換的水印算法。 圖 原始水印圖像 Figure The origina l w atermark image 水印嵌入過程 在數(shù)字水印技術(shù)中，水印嵌入位置是影響水印對攻擊和攻擊方位的分析判斷能力的重要因素?；谝陨显?,選擇低頻和中頻小波包系數(shù)作為嵌入對象。我們選擇節(jié)點 [3,2]作為水印的嵌入點。下圖是原始語音信號波形圖，水印圖像以及加入此水印圖像的語音信號的波形圖。 青島科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 水印圖像 圖 未加噪聲提取出的水印圖像 Figure Without noise extracted watermark image 在加入水印的音頻中加入高斯白噪聲，使用函數(shù) awgn(x,SN R)，其中 SNR=50db。 本文主要研究了數(shù)字音頻水印的嵌入過程及詳細實現(xiàn)方法，將二維圖片經(jīng)過處理變成一位數(shù)字信號，并以一定算法加入到音頻信號中。 在目前的數(shù)字水印技術(shù)的研究中，對數(shù)字圖像水印的研究占據(jù)了絕大部分，而音頻水印的研究卻相對較少，在今后相當長的時間里，數(shù)字音頻信息安全必將成為一個重要的研究課題。對本文的研究做出重要貢獻的個 人和集體，均已在文中以明確方式標明。本次畢業(yè)設(shè)計是對我大學四年學習下來最好的檢驗。 其次，我要感謝大學四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學習期間對我的嚴格要求，感謝他們對我學習上和生活上 的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。四年的風風雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶